Pengukur Kecepatan Putaran Motor Penggerak Sepeda Motor Secara Nirkabel Berbasis Rangkaian Digital
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
PENGUKUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR PENGGERAK SEPEDA
MOTOR SECARA NIRKABEL BERBASIS RANGKAIAN DIGITAL
Heru Supriyono1, Sidiq Pamungkas2, Fatah Yasin Al Irsyadi3
1
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura, Surakarta, 57102, Telp. (0271) 717417
2
Alumnus Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta
3
Jurusan Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura, Surakarta, 57102, Telp. (0271) 717417
Kontak: herusupriyono@yahoo.com
Abstrak
Pengukur kecepatan putaran motor penggerak sepeda motor, disini disebut dengan RPM meter,
adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengetahui besarnya putaran mesin pada kendaraan
bermotor. Pengukuran putaran mesin sepeda mootor ini sangat penting untuk dilakukan untuk
mengetahui apakah kondisi motor dalam keadaan baik atau tidak, dilakukan terutama oleh bengkel
saat melakukan servis. RPM meter yang sudah ada adalah dengan media transmisi menggunakan
kabel dan dengan display analog yang kurang praktis dan potensi pembacaan yang kurang teliti.
Artikel ini memaparkan penelitian yang sudah dilakukan yaitu perancangan dan implementasi RPM
meter nirkabel dengan penampil digital berbasis rangkaian digital. Pada alat yang dirancang, sinyal
gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari proses pengapian busi sepeda motor diukur secara
nirkabel menggunakan antena. Sinyal yang terukur, yang berupa sinyal analog, kemudian dikuatkan
dengan menggunakan rangkaian penguat transistor dan diubah menjadi sinyal kotak oleh rangkaian
pengkondisi sinyal. Kemudian gelombang kotak ini diukur jumlahnya dengan menggunakan
rangkaian counter yang dibangun dari komponen BCD counter. Hasilnya merupakan data desimal
dalm bentuk biner yang merpresentasikan besarnya hasil perhitungan counter tersebut. Kemudian
data ini ditampilkan dalam penampil digital yaitu penampil 7 segmen. Pengujian dilakukan dengan
cara menggunakan RPM meter yang dibuat untuk mengukur kecepatan motor penggerak pada sepeda
motor dengan merek dan jenis yang berbeda-beda dan hasilnya dibandingkan dengan alat ukur yang
selama ini digunakan. Hasil pengukuran menunjukkan alat dapat menghasilkan pengukuran yang
sama dengan alat yang digunakan selama ini. Media pengukuran nirkabel memudahkan proses
pengukuran dan penampil digital 7 segmen sangat memudahkan pembacaan.
Kata Kunci : RPM meter; putaran mesin; nirkabel; rangkaian digital
Pendahuluan
Pada bengkel kendaraan bermotor roda dua, setingan putaran mesin kendaraan yang diperbaiki atau dirawat
selalu dilakukan yaitu pada proses finishing. Sesudah kendaraan bermotor selesai diperbaiki atau dirawat, mekanik
kemudian melakukan setingan putaran mesin dengan cara memutar stationer berlawanan arah dengan jarum jam
untuk memperkecil putaran mesin dan searah dengan jarum jam untuk memperbesar putaran mesin dengan obeng
sebelum akhirnya kendaraan tersebut diserahkan kepada pemiliknya. Hal ini dilakukan karena sebuah kendaraan
bermotor roda dua harus mempunyai setingan putaran mesin yang tepat agar proses pelumasan olie terhadap mesin
dapat bekerja secara optimal sehingga mesin lebih awet dan tidak cepat aus. Jika setingan putaran mesin lebih
rendah atau kurang dari nilai yang seharusnya maka proses pelumasan olie terhadap mesin tidak bekerja dengan baik
yang berakibat mesin lebih cepat aus dan mesin sering “mati-mati” saat kondisi mesin dingin pada pagi hari. Jika
setingan putaran mesin lebih tinggi dari nilai yang seharusnya maka akan terjadi hentakan pada proses pergantian
gigi. Akibat yang lainnya adalah pada saat gigi sudah ”masuk” walaupun gas ditutup rapat kendaraan tetap jalan.
Keadaan ini akan sangat beresiko ketika berada di traffic light saat lampu merah yang mana kendaraan harus
berhenti.
Selama ini yang terjadi pada bengkel kendaraan bermotor roda dua, proses untuk mendapatkan sebuah
setingan putaran mesin kendaraan bermotor yang tepat, dilakukan dengan metode “kira-kira”, yaitu mekanik
melakukan proses setingan putaran mesin kendaraan bermotor dengan mengandalkan perasaan berdasar pengalaman
apakah setingannya sudah tepat atau belum. Untuk mekanik yang sudah sangat berpengalaman, dia akan bisa
melakukannya dengan hasil yang cukup baik namun tidak bagi mekanik yang belum begitu berpengalaman atau
mekanik baru. Metode yang lainnya adalah dengan mengukur putaran motor penggerak pada mesin sepeda motor
E-30
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
tersebut dengan menggunakan sebuah alat yang disebut RPM meter. Alat ini akan mengukur jumlah putaran motor
(revolution) dalam satu menit. RPM meter yang sudah ada dan digunakan di bengkel sepeda motor adalah sebuah
RPM meter dengan media transmisi menggunakan kabel dan dengan tampilan display analog. Alat ini mempunyai
kelemahan yaitu terkait dengan ketidak-praktisan saat penggunaan terkait dengan penggunaan kabel dan penampil
analog yang susah dibaca dan berpotensi menimbulkan kesalahan pembacaan. Dengan melihat kelemahan ini,
penulis menawarkan RPM meter nirkabel dengan penampil digital sebagai solusi untuk lebih meningkatkan
kepraktisan penggunaan RPM meter dan kemudahan pembacaannya. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang
dan membuat RPM meter nirkabel dengan penampil digital yang dapat diaplikasikan sebagai alat pada pengukuran
putaran mesin kendaraan bermotor roda dua.
Tinjauan Pustaka
Penelitian aplikasi rangkaian digital untuk aplikasi sepeda motor pernah dilakukan oleh beberapa peneliti
sebelumnya. Rangkaian digital dipilih karena kesederhanaannya (tanpa melakukan pemrograman) dan biayanya
yang murah. Nuralim (2001) melakukan penelitian tentang perencanaan proses pembuatan alat pendeteksi sistem
pembakaran pada kendaraan bermotor dengan tampilan digital. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rangkaian
digital dapat digunakan untuk mendeteksi pembakaran dan menampilkannya secara digital. Penelitian lainnya
adalah dilakukan oleh Rohman (2002) yaitu penggunaan rangkaian digital untuk rangkaian sistem penggerak
transmisi sepeda motor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rangkaian digital mampu secara efektif melakukan
pemindahan transmisi kendaraan bermotor secara elektronik. .
Sistem Kelistrikan Kendaraan Bermotor
Sepeda motor adalah suatu sistem otomotif yg terdiri dari sub-sistem kelistrikan dan sub-sistem permesinan
yang saling berinteraksi. Dalam sistem otomotif sepeda motor, tenaga listrik diubah menjadi tenaga mesin,
kemudian tenaga mesin diubah kembali menjadi tenaga listrik. Contohnya adalah listrik dari accu (aki) dibutuhkan
untuk menyalakan motor starter dan memercikkan busi sehingga mesin bekerja kemudian mesin akan memutar
alternator, generator listrik yang digunakan untuk memuati kembali aki.
Tanpa aki pun, kendaraan bermotor dapat dinyalakan dengan cara memutar poros engkol melalui kick
starter atau dengan cara mendorong kendaraan, sampai kumparan alternator mampu menghasilkan arus listrik,
untuk memuati capacitor discharge ignition (CDI) sehingga dapat mencatu arus dibutuhkan pada kumparan
penyalaan, yang membangkitkan tegangan tinggi pada elektroda busi yang mampu menghasilkan percikan (spark).
Tegangan tinggi pada elektroda busi ini menghasilkan gelombang elektromagnetik. Besarnya gelombang
elektromagnetik yang dihasilkan berbanding lurus dengan besarnya putaran motor penggerak sepeda motor.
Perancangan dan Pembuatan Alat
Bagian-bagian RPM meter nirkabel digital yang dibuat dapat dilihat pada diagram blok pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Wireless RPM Meter Digital
E-31
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
Antena yang dipakai pada alat ini adalah antena teleskopik. Antena ini berfungsi untuk menangkap sinyal
gelombang elektromagnetik yang berasal dari proses pengapian pada busi kendaraan bermotor, setiap satu putaran
motor penggerak menghasilkan satu putaran pengapian. Rangkaian antena yang digunakan untuk menangkap
gelombang elektromagnetik yang berasal dari busi dapat dilihat pada Gambar 2.a.
a.
b.
Gambar 2. a. Rangkaian antena b. Rangkaian penguat sinyal
Sinyal keluaran rangkaian antena kemudian diteruskan ke rangkaian penguat sinyal. Rangkaian antena ini
menggunakan dioda 4148, yang fungsinya untuk menghindari transistor pada rangkaian penguat mendapat tegangan
basis minus karena bisa merusak. Sinyal yang berasal dari output antena kemudian masuk ke input penguat, yang
mana sinyal gelombang elektromagnetik yang masih lemah dari antena akan dikuatkan oleh rangkaian penguat.
Rangkaian penguat yang dipakai, ditunukkan pada Gambar 2.b., adalah termasuk jenis penguat kelas A,
yang mana arus mengalir dalam beban selama seluruh periode siklus sinyal input. Prinsip kerja rangkaian penguat
adalah menguatkan tegangan dan arus sinyal yang diterima antena kemudian dikuatkan. Fungsi kapasitor 470 nF
adalah sebagai filter yaitu melewatkan frekuensi gelombang elektromagnet dan memblok tegangan DC dari Vcc.
Rangkaian penguat ini dibangun dengan 2 buah transistor yaitu seri 9014 dan 9013 yang mempunyai nilai hFE
masing-masing 60-1000 dan 64-300. Output dari rangkaian penguat ini berupa gelombang elektromagnetik yang
sudah dikuatkan karena pada rangkaian penguat ini hanya untuk menguatkan sinyal saja dan tidak untuk
memodifikasi sinyal input.
Sinyal gelombang elektromagnetik yang berasal dari rangkaian penguat selanjutnya masuk ke input
rangkaian pengkondisi sinyal, ditunjukkan pada Gambar 3, yang pada prinsipnya pada rangkaian ini terjadi proses
pengubahan sinyal dari gelombang elektromagnetik dengan propagasi sendiri yang merambat yang terdiri dari
medan magnet dan medan listrik ke bentuk sinyal kotak atau sinyal pulsa segi empat. Sinyal kotak ini akan
dikondisikan terus pada output rangkaian ini.
Gambar 3. Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Pada rangkaian ini, selain terjadi pengubahan sinyal dari gelombang elektromagnetik yang berupa gelombang
sinus dengan propagasi sendiri yang merambat yang terdiri dari medan magnet dan medan listrik ke bentuk sinyal
kotak juga terjadi penguatan, yaitu penguat tak membalik. Output rangkaian pengkondisi sinyal ini berupa sinyal
E-32
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
kotak yang mana tidak ada beda fase yang kemudian akan masuk ke frekuensi input pada rangkaian counter.
Kegunaan kapasitor 60 uF adalah untuk menghaluskan tegangan pada output pengkondisi sinyal.
Rangkaian time base, ditunjukkan pada Gambar 4, adalah rangkaian untuk membangkitkan frekuensi
pencuplikan (sampling) yang akan dilakukan. Metode pencuplikan (sampling) pada rangkaian time base ini ada 2
kondisi yaitu revolution per second (rps) dan revolution per minute (rpm), sehingga dalam pengoperasiannya dapat
memilih salah satu dari 2 kondisi tersebut.
5369
Gambar 4. Rangkaian Timebase
Rangkaian time base ini dibangun dari kristal 3,579545 MHz yang berfungsi untuk membangkitkan frekuensi
yang selanjutnya digunakan untuk proses pencuplikan (sampling). Frekuensi yang dibangkitkan oleh kristal masuk
ke IC 5369 yang merupakan komponen IC dengan 17 stage oscillator/divider yang mana dalam rangkaian ini
difungsikan untuk output 60 Hz timebase, sehingga output yang dihasilkan adalah frekuensi sebesar 60 Hz.
Selanjutnya frekuensi sebesar 60 Hz masuk ke IC 4017 yang mana akan terjadi proses pengolahan frekuensi yaitu
frekuensi sebelumnya sebesar 60 Hz akan dibagi 6 sehingga output-nya menjadi 10 Hz. Untuk mendapatkan kondisi
pencuplikan rps, frekuensi 10 Hz masuk ke IC 4017 untuk dibagi 10 sehingga output yang dihasilkan adalah
frekuensi sebesar 1 Hz. IC 4017 adalah IC decade counter/divider dengan 10 decoded output. IC 4017 pada
rangkaian ini difungsikan untuk pembagi 6 dan 10 dari frekuensi input-nya. Frekuensi artinya adalah banyaknya
getaran yang dihitung selama 1 detik, sedangkan rps adalah banyaknya putaran yang dihitung selama 1 detik. Dari
pengertian frekuensi dan rps maka dapat diasumsikan bahwa 1 Hz = 1 rps, sehingga dengan asumsi ini diharapkan
dapat untuk mempermudah pemahaman cara kerja alat ini. Kondisi pencuplikan rpm diperoleh dari frekuensi 1 Hz
dibagi 6 sehingga outputnya menjadi 1/6 Hz.
Rangkaian counter, dapat dilihat pada Gambar 5, berfungsi untuk menghitung frekuensi atau banyaknya
putaran mesin kendaraan bermotor roda dua yang diterima oleh rangkaian ini melalui antena kemudian masuk ke
frekuensi input dan juga menentukan time base pencuplikannya. Waktu pencuplikan dapat dipilih dari 2 kondisi
pencuplikan yaitu rps dan rpm. Pada rangkaian ini terdapat gate yang berfungsi sebagai gerbang masuknya data
yang diterima rangkaian, yang mana ibarat sebuah gerbang, ketika LED pada gate menyala maka gerbang terbuka
dan data bisa masuk, kemudian ketika LED pada gate mati maka gerbang tertutup dan data tidak bisa masuk dan
akan ditampilkan data hasil penghitungan pada saat LED gate menyala pada penampil 7 segment. Untuk rps, gate
akan menyala selama 1 detik yang berarti selama 1 detik tersebut data akan masuk, kemudian gate mati selama 1
detik yang berarti data tidak bisa masuk dan data yang masuk selama 1 detik sebelumnya akan ditampilkan pada
display 7 segment, kondisi ini akan berulang-ulang terus. Pada kondisi pencuplikan rpm, gate akan menyala selama
6 detik yang berarti selama 6 detik tersebut data akan masuk, kemudian gate mati selama 1 detik yang berarti data
tidak bisa masuk dan data yang masuk pada 6 detik sebelumnya akan ditampilkan pada display 7 segment.
E-33
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
Gambar 5. Rangkaian input counter dan Gate
Output rangkaian time base masuk ke IC 4013, yang merupakan IC D Flip-flop, yang mana akan
menentukan metode pencuplikannya, bisa dipilih 2 kondisi, rps atau rpm dan gate akan mengikuti kondisi
pencuplikannya. Sebelum masuk ke rangkaian counter dan display 7 segment, sinyal akan masuk ke IC 4011, yang
mana IC 4011 ini di isinya adalah 4 buah NAND Gate. Output dari 4011 adalah Latch, Reset, dan Count, yang
kemudian diteruskan rangkaian counter dan display 7 segment. Frekuensi atau putaran mesin yang diukur masuk ke
frekuensi input pada IC 4011 diteruskan ke rangkaian counter dan display 7 segment. Terakhir, sinyal akan masuk
ke rangkaian counter kemudian hasil frekuensi atau putaran mesin yang diukur akan ditampilkan pada display 7
segment. Sinyal masuk ke IC MC14553B yang merupakan BCD Counter yang mana sinyal tersebut akan di-counter,
kemudian masuk ke IC CD4543B yang merupakan Latch/Decoder/Driver BCD ke seven segment, artinya sinyal
BCD tersebut akan diterjemahkan dan ditampilkan pada 7 segment. Hasil pengukuran putaran mesin yang tertampil
pada 7 segment adalah kondisi aktual dari waktu ke waktu (real time).
Rangkaian catu daya, Gambar 6, berfungsi untuk memberikan supply tegangan arus searah (Direct
Current/DC) sebesar 9 Volt yang mana bisa difungsikan ketika baterai habis karena alat ini terdapat 2 pilihan catu
daya yaitu baterai dan adaptor yang menyediakan supply 9 Volt DC. Catu daya ini juga dapat digunakan untuk
kalibrasi alat dengan memakai tegangan 12 Volt AC 50 Hz, yang mana dengan memanfaatkan frekuensinya seperti
diketahui bahwa frekuensi tegangan jala-jala listrik PLN adalah sebesar 50 Hz sehingga pada kondisi pengukuran
rps maka akan didapatkan hasil pengukuran sebesar 50. Untuk pengukuran rpm diperoleh dengan mengalikan 50
dengan 60 yaitu sebesar 3000. Catu daya yang dipakai adalah menggunakan trafo center tap (CT), yang mana
dimaksudkan agar lebih sederhana dalam proses penyearahan tegangan dari tegangan AC ke tegangan DC karena
hanya membutuhkan 2 buah dioda bila dibandingkan dengan memakai trafo biasa atau bukan CT yang mana akan
membutuhkan 4 buah dioda atau 1 dioda bridge. Tegangan listrik PLN yang sudah diturunkan pada kumparan
sekundernya, +12 VAC dan -12 VAC masing-masing dirangkai dengan dioda tipe IN4001 dan dihubungkan dengan
IC regulator 7809 untuk memperoleh output tegangan 9 Volt DC, dan tegangan 0 V terhubung ke ground.
Gambar 6. Rangkaian Catu Daya
Analisis dan Pengujian Alat
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang dibuat berfungsi seperti yang diharapkan. Analisis
dan pengujian alat yang dibuat ini meliputi 2 hal, yaitu kalibrasi alat dan pengujian alat langsung pada sepeda motor.
Hasil rancangan alat tampak muka beserta bagian-bagiannya dapat dilihat pada Gambar 7.
E-34
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
a.
b.
Gambar 7. Hasil rancangan RPM meter nirkabel digital: a. Rancangan tampak muka, b. bentuk Fisik
Kalibrasi Dengan Function Generator
Kalibrasi dengan function generator bertujuan untuk mengetahui respon alat ini terhadap perubahan
frekuensi yang diterima, sehingga dengan kalibrasi ini dapat diketahui apakah alat ini dapat bekerja secara optimal
atau tidak. Hasil pengujian kalibrasi dengan menggunakan function generator dapat dilihat pada Tabel 1. Dari hasil
kalibrasi di atas, dapat diketahui bahwa alat ini dapat mengikuti respon perubahan frekuensi yang diterima, yang
dalam kalibrasi ini frekuensi dari function generator diubah-ubah dari 10 Hz sampai 500 Hz.
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Tabel 1. Kalibrasi dengan Function Generator
Function
Revoulution per Second
Revolution per Minute
Generator (Hz)
(rps)
(rpm)
1
2
3
1
2
3
600
600
10
10
600
10
10
1200
1200
20
20
1200
20
20
1800
1810
30
30
1790
30
30
2400
2410
40
2400
40
40
40
3000
3010
50
3000
50
50
50
3600
3610
60
3600
60
60
60
4200
4200
70
4200
70
70
70
4790
4810
80
4800
80
80
80
5400
5410
90
5400
90
90
90
6010
6000
101
6010
100
101
100
9010
8990
150
9000
150
149
150
12010
11990
200
12000
199
201
200
15000
15010
250
15010
249
251
250
17990
18010
300
18010
300
301
300
20990
21000
350
20990
350
350
350
24020
24010
24010
400
399
400
400
27010
27000
27000
450
449
451
450
30030
30020
30020
499
500
500
500
Kalibrasi Dengan Frekuensi Jala-jala Listrik
Kalibrasi ini memanfaatkan frekuensi dari tegangan jala-jala listrik PLN yaitu sebesar 50 Hz yang artinya
setiap detik akan terjadi 50 kali gelombang sinusoidal dan dalam satu menit akan terjadi 3000 kali gelombang
sinusoidal. Ada dua buah pengukuran yang dilakukan untuk kalibrasi dengan frkuensi jala-jala listrik ini yaitu
pengukuran dalam rps dan pengukuran dalam rpm. Dari hasil pengukuran kalibrasi yang tercantum pada Table 2,
dapat diketahui bahwa rata-rata prosentase error (galat) pembacaan adalah ±2% untuk pengukuran rps dan ±3%
untuk pengukuran rpm.
E-35
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
No
Kalibrasi Ke–
1.
2.
3.
Kalibrasi 1
Kalibrasi 2
Kalibrasi 3
ISSN : 1412-9612
Tabel 2. Hasil Pengukuran Kalibrasi
Hasil Pengukuran Kalibrasi
rps
rpm
49
2990
50
3000
51
3010
Pengujian Alat Secara Langsung Pada Kedaraan Bermotor
Pengujian alat ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah alat ini dapat bekerja secara optimal untuk
mengukur besarnya putaran mesin kendaraan bermotor setelah dilakukan kalibrasi alat tersebut. Pengujian alat ini
meliputi 2 hal, yaitu pengujian pada jarak yang bervariasi dan pengujian pada berbagai merk kendaraan bermotor.
Pada proses pengujian alat secara langsung, alat ditempatkan didekat busi sepeda motor pada jarak tertentu yang
secara singkat dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Cara pengujian alat pada sepeda motor
Pengujian Pada Jarak Yang Bervariasi
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jarak optimal alat ini dapat bekerja dan untuk membandingkan
atau mengkomparasikan hasil pengukuran alat ini dengan RPM meter yang terdapat pada kendaraan bermotor,
sehingga hasil pengukuran pada alat ini dapat diketahui kemudian dibandingkan dengan hasil yang tertampil RPM
meter kendaraan apakah hasil pengukurannya sesuai atau menyimpang jauh.
Prosedur pengujian ini adalah RPM meter nirkabel yang dibuat dibandingkan dengan sepeda motor yang
ada RPM meternya yaitu Honda Mega Pro tahun 2007. Untuk pengujian ini, langkah-langkahnya adalah:
1. Sepeda motor Honda Mega Pro dihidupkan kemudian dilihat besarnya putaran mesin yang tertampil pada
RPM meternya. Pada pengujian ini besarnya putaran mesin yang tertampil pada sepeda motor Mega Pro
adalah 950 rpm.
2. RPM meter nirkabel yang dibuat dinyalakan dan kemudian putaran mesin kendaraan tersebut diukur
dengan variasi jarak yang berbeda. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 3 berikut:
Putaran
Mesin Sepeda
Motor (rpm)
950
Tabel 3. Hasil Uji Perbandingan Alat
Hasil Pengukuran Pada Wireless RPM Meter Digital Dengan Variasi Jarak
Tertentu (Dalam rpm)
0cm
5cm
10cm
15cm
20cm
25cm
30cm
35cm 40cm
910
480
410
20
0
Tidak
960
950
920
950
950
920
460
400
30
0
Stabil
940
920
930
960
940
500
450
40
0
Dari tabel hasil uji perbandingan alat di atas, dapat diketahui bahwa pada jarak 0 cm (antena menempel
pada kabel busi kendaraan bermotor), hasil pengukurannya tidak stabil. Hal ini terjadi karena dipengaruhi oleh
tegangan tinggi pada elektroda busi yang mampu menghasilkan percikan (spark) pada busi sehingga pembacaan
hasil pengukuran alat ini menjadi tidak stabil. Jarak pengukuran yang baik (optimal) alat ini adalah antara 5 cm – 20
cm dari titik sumber pengukuran yaitu busi kendaraan bermotor, yang mana setelah dibandingkan hasilnya
mendekati dan sama dengan besarnya putaran mesin yang tertampil pada RPM meter kendaraan bermotor. Hasil
pengukuran rata-rata pada jarak 5 cm – 20 cm menunjukkan galat rata-rata sebesar ±1.315%. Pada jarak pengukuran
lebih besar atau sama dengan 40 cm dari titik sumber pengukuran yaitu busi kendaraan bermotor, alat ini tidak bisa
E-36
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
mendeteksi besarnya putaran mesin kendaraan yang diukur. Jadi, jika ada kendaraan bermotor lain yang mesinnya
dihidupkan yang jaraknya lebih dari atau sama dengan 40 cm, tidak akan mengganggu hasil pengukuran alat ini.
Pengujian Pada Berbagai Merk Kendaraan Bermotor
Setelah mengetahui jarak optimal alat ini dapat bekerja yaitu antara 5 cm – 20 cm, maka pengujian
berikutnya adalah melakukan pengukuran pada kendaraan bermotor roda dua dengan merk yang berbeda-beda pada
jarak pengukuran antara 5 cm – 20 cm dari titik sumber pengukuran (busi kendaraan bermotor. Pengujian ini
bertujuan untuk mengetahui apakah alat ini bisa dipakai untuk mengukur besarnya putaran mesin pada berbagai
merk kendaraan bermotor yang ada, dan hasil pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 4. Dari tabel hasil pengujian
alat pada berbagai merk kendaraan bermotor di atas, dapat diketahui bahwa pengujian dengan 13 sampel kendaraan
bermotor dari pabrikan yang berbeda, hasil pengukurannya bervariasi. Ini dipengaruhi oleh setingan putaran mesin
dari masing-masing kendaraan. Untuk masing-masing kendaraan bermotor dilakukan 3 kali pengukuran untuk
memastikan tingkat kepresisian dan keakurakatan alat ini. Dari 3 kali pengukuran tersebut dapat diketahui bahwa
tingkat kepresisian alat ini cukup tinggi, ini dapat dilihat bahwa beda pengukuran minimal dan maksimalnya yang
tidak terlalu jauh. Pengujian ini dilakukan dengan mengambil sampel dari 3 pabrikan kendaraan bermotor yang
beredar di Indonesia sehingga alat ini bisa dipakai untuk berbagai merk kendaraan bermotor baik 2 tak maupun 4
tak.
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Tabel 4. Hasil Pengujian pada Berbagai Merk Kendaraan Bermotor
Merk Kendaraan
Hasil Pengukuran (rpm)
1
2
3
950
930
950
Honda Mega Pro tahun 2007
990
990
980
Honda Supra Fit tahun 2005
990
1000
1000
Honda Mega Pro tahun 2005
930
940
940
Honda Astrea Impressa tahun 1999
900
900
920
Honda Astrea Impressa tahun 1997
950
960
Yamaha Jupiter Z tahun 2003
940
920
900
Yamaha Alfa tahun 1996
910
970
980
Suzuki Smash tahun 2004
960
920
910
Suzuki Shogun tahun 2002
930
910
900
Suzuki Shogun tahun 2000
900
1260
Suzuki Smash tahun 2006
1270
1250
Suzuki Smash tahun 2004
1250
1240
1260
Suzuki Shogun tahun 2002
1240
1230
1250
Kesimpulan
Hasil pengujian menunjukkan bahwa RPM meter nirkabel dengan penampil digital yang dirancang dan
dibuat dapat diaplikasikan sebagai alat ukur putaran mesin kendaraan bermotor roda dua karena mempunyai galat
pengukuran yang kecil. Jarak pengukuran yang optimal alat ini adalah antara 5 cm – 20 cm dari titik sumber
pengukuran yaitu busi kendaraan bermotor. Pengujian dengan mengambil sampel dari 3 pabrikan kendaraan
bermotor yang beredar di Indonesia menujukkan bahwa alat ini bisa dipakai untuk mengukur besarnya putaran
mesin pada berbagai merk kendaraan bermotor baik 2 tak maupun 4 tak.
Daftar Pustaka
Chattopadhyay, D., Alih Bahasa: Sutanto, (1989), ”Dasar Elektronika”, UI Press, Jakarta.
Malvino, A. P., Alih Bahasa: M. Barmawi dan M. O. Tjia, (1994), ”Prinsip-Prinsip Elektronika Jilid Pertama”,
Erlangga, Jakarta.
Mims, F. M., III, (1992), “The Forrest Mims Engineer’s Notebook”, Technology Publishing, Virginia.
Nuralim, T., (2001), “Perencanaan Proses Pembuatan Alat Pendeteksi Sistem Pembakaran Pada Kendaraan
Bermotor Dengan Tampilan Digital”, Skripsi Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta, tidak diterbitkan.
Rohman, A., (2002), “Perancangan Dan Pembuatan Sistem Penggerak Transmisi Gigi Pada Sepeda Motor”.
Skripsi Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, tidak diterbitkan.
Wasito, S., (1995), ”Vandemekum Elektronika Edisi Kedua”, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Woollard, B., Alih Bahasa: H. Kristono, (1993), ”Elektronika Praktis”, Pradnya Paramita, Jakarta.
E-37
ISSN : 1412-9612
PENGUKUR KECEPATAN PUTARAN MOTOR PENGGERAK SEPEDA
MOTOR SECARA NIRKABEL BERBASIS RANGKAIAN DIGITAL
Heru Supriyono1, Sidiq Pamungkas2, Fatah Yasin Al Irsyadi3
1
Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura, Surakarta, 57102, Telp. (0271) 717417
2
Alumnus Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta
3
Jurusan Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura, Surakarta, 57102, Telp. (0271) 717417
Kontak: herusupriyono@yahoo.com
Abstrak
Pengukur kecepatan putaran motor penggerak sepeda motor, disini disebut dengan RPM meter,
adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengetahui besarnya putaran mesin pada kendaraan
bermotor. Pengukuran putaran mesin sepeda mootor ini sangat penting untuk dilakukan untuk
mengetahui apakah kondisi motor dalam keadaan baik atau tidak, dilakukan terutama oleh bengkel
saat melakukan servis. RPM meter yang sudah ada adalah dengan media transmisi menggunakan
kabel dan dengan display analog yang kurang praktis dan potensi pembacaan yang kurang teliti.
Artikel ini memaparkan penelitian yang sudah dilakukan yaitu perancangan dan implementasi RPM
meter nirkabel dengan penampil digital berbasis rangkaian digital. Pada alat yang dirancang, sinyal
gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari proses pengapian busi sepeda motor diukur secara
nirkabel menggunakan antena. Sinyal yang terukur, yang berupa sinyal analog, kemudian dikuatkan
dengan menggunakan rangkaian penguat transistor dan diubah menjadi sinyal kotak oleh rangkaian
pengkondisi sinyal. Kemudian gelombang kotak ini diukur jumlahnya dengan menggunakan
rangkaian counter yang dibangun dari komponen BCD counter. Hasilnya merupakan data desimal
dalm bentuk biner yang merpresentasikan besarnya hasil perhitungan counter tersebut. Kemudian
data ini ditampilkan dalam penampil digital yaitu penampil 7 segmen. Pengujian dilakukan dengan
cara menggunakan RPM meter yang dibuat untuk mengukur kecepatan motor penggerak pada sepeda
motor dengan merek dan jenis yang berbeda-beda dan hasilnya dibandingkan dengan alat ukur yang
selama ini digunakan. Hasil pengukuran menunjukkan alat dapat menghasilkan pengukuran yang
sama dengan alat yang digunakan selama ini. Media pengukuran nirkabel memudahkan proses
pengukuran dan penampil digital 7 segmen sangat memudahkan pembacaan.
Kata Kunci : RPM meter; putaran mesin; nirkabel; rangkaian digital
Pendahuluan
Pada bengkel kendaraan bermotor roda dua, setingan putaran mesin kendaraan yang diperbaiki atau dirawat
selalu dilakukan yaitu pada proses finishing. Sesudah kendaraan bermotor selesai diperbaiki atau dirawat, mekanik
kemudian melakukan setingan putaran mesin dengan cara memutar stationer berlawanan arah dengan jarum jam
untuk memperkecil putaran mesin dan searah dengan jarum jam untuk memperbesar putaran mesin dengan obeng
sebelum akhirnya kendaraan tersebut diserahkan kepada pemiliknya. Hal ini dilakukan karena sebuah kendaraan
bermotor roda dua harus mempunyai setingan putaran mesin yang tepat agar proses pelumasan olie terhadap mesin
dapat bekerja secara optimal sehingga mesin lebih awet dan tidak cepat aus. Jika setingan putaran mesin lebih
rendah atau kurang dari nilai yang seharusnya maka proses pelumasan olie terhadap mesin tidak bekerja dengan baik
yang berakibat mesin lebih cepat aus dan mesin sering “mati-mati” saat kondisi mesin dingin pada pagi hari. Jika
setingan putaran mesin lebih tinggi dari nilai yang seharusnya maka akan terjadi hentakan pada proses pergantian
gigi. Akibat yang lainnya adalah pada saat gigi sudah ”masuk” walaupun gas ditutup rapat kendaraan tetap jalan.
Keadaan ini akan sangat beresiko ketika berada di traffic light saat lampu merah yang mana kendaraan harus
berhenti.
Selama ini yang terjadi pada bengkel kendaraan bermotor roda dua, proses untuk mendapatkan sebuah
setingan putaran mesin kendaraan bermotor yang tepat, dilakukan dengan metode “kira-kira”, yaitu mekanik
melakukan proses setingan putaran mesin kendaraan bermotor dengan mengandalkan perasaan berdasar pengalaman
apakah setingannya sudah tepat atau belum. Untuk mekanik yang sudah sangat berpengalaman, dia akan bisa
melakukannya dengan hasil yang cukup baik namun tidak bagi mekanik yang belum begitu berpengalaman atau
mekanik baru. Metode yang lainnya adalah dengan mengukur putaran motor penggerak pada mesin sepeda motor
E-30
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
tersebut dengan menggunakan sebuah alat yang disebut RPM meter. Alat ini akan mengukur jumlah putaran motor
(revolution) dalam satu menit. RPM meter yang sudah ada dan digunakan di bengkel sepeda motor adalah sebuah
RPM meter dengan media transmisi menggunakan kabel dan dengan tampilan display analog. Alat ini mempunyai
kelemahan yaitu terkait dengan ketidak-praktisan saat penggunaan terkait dengan penggunaan kabel dan penampil
analog yang susah dibaca dan berpotensi menimbulkan kesalahan pembacaan. Dengan melihat kelemahan ini,
penulis menawarkan RPM meter nirkabel dengan penampil digital sebagai solusi untuk lebih meningkatkan
kepraktisan penggunaan RPM meter dan kemudahan pembacaannya. Tujuan penelitian ini adalah untuk merancang
dan membuat RPM meter nirkabel dengan penampil digital yang dapat diaplikasikan sebagai alat pada pengukuran
putaran mesin kendaraan bermotor roda dua.
Tinjauan Pustaka
Penelitian aplikasi rangkaian digital untuk aplikasi sepeda motor pernah dilakukan oleh beberapa peneliti
sebelumnya. Rangkaian digital dipilih karena kesederhanaannya (tanpa melakukan pemrograman) dan biayanya
yang murah. Nuralim (2001) melakukan penelitian tentang perencanaan proses pembuatan alat pendeteksi sistem
pembakaran pada kendaraan bermotor dengan tampilan digital. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rangkaian
digital dapat digunakan untuk mendeteksi pembakaran dan menampilkannya secara digital. Penelitian lainnya
adalah dilakukan oleh Rohman (2002) yaitu penggunaan rangkaian digital untuk rangkaian sistem penggerak
transmisi sepeda motor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rangkaian digital mampu secara efektif melakukan
pemindahan transmisi kendaraan bermotor secara elektronik. .
Sistem Kelistrikan Kendaraan Bermotor
Sepeda motor adalah suatu sistem otomotif yg terdiri dari sub-sistem kelistrikan dan sub-sistem permesinan
yang saling berinteraksi. Dalam sistem otomotif sepeda motor, tenaga listrik diubah menjadi tenaga mesin,
kemudian tenaga mesin diubah kembali menjadi tenaga listrik. Contohnya adalah listrik dari accu (aki) dibutuhkan
untuk menyalakan motor starter dan memercikkan busi sehingga mesin bekerja kemudian mesin akan memutar
alternator, generator listrik yang digunakan untuk memuati kembali aki.
Tanpa aki pun, kendaraan bermotor dapat dinyalakan dengan cara memutar poros engkol melalui kick
starter atau dengan cara mendorong kendaraan, sampai kumparan alternator mampu menghasilkan arus listrik,
untuk memuati capacitor discharge ignition (CDI) sehingga dapat mencatu arus dibutuhkan pada kumparan
penyalaan, yang membangkitkan tegangan tinggi pada elektroda busi yang mampu menghasilkan percikan (spark).
Tegangan tinggi pada elektroda busi ini menghasilkan gelombang elektromagnetik. Besarnya gelombang
elektromagnetik yang dihasilkan berbanding lurus dengan besarnya putaran motor penggerak sepeda motor.
Perancangan dan Pembuatan Alat
Bagian-bagian RPM meter nirkabel digital yang dibuat dapat dilihat pada diagram blok pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Wireless RPM Meter Digital
E-31
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
Antena yang dipakai pada alat ini adalah antena teleskopik. Antena ini berfungsi untuk menangkap sinyal
gelombang elektromagnetik yang berasal dari proses pengapian pada busi kendaraan bermotor, setiap satu putaran
motor penggerak menghasilkan satu putaran pengapian. Rangkaian antena yang digunakan untuk menangkap
gelombang elektromagnetik yang berasal dari busi dapat dilihat pada Gambar 2.a.
a.
b.
Gambar 2. a. Rangkaian antena b. Rangkaian penguat sinyal
Sinyal keluaran rangkaian antena kemudian diteruskan ke rangkaian penguat sinyal. Rangkaian antena ini
menggunakan dioda 4148, yang fungsinya untuk menghindari transistor pada rangkaian penguat mendapat tegangan
basis minus karena bisa merusak. Sinyal yang berasal dari output antena kemudian masuk ke input penguat, yang
mana sinyal gelombang elektromagnetik yang masih lemah dari antena akan dikuatkan oleh rangkaian penguat.
Rangkaian penguat yang dipakai, ditunukkan pada Gambar 2.b., adalah termasuk jenis penguat kelas A,
yang mana arus mengalir dalam beban selama seluruh periode siklus sinyal input. Prinsip kerja rangkaian penguat
adalah menguatkan tegangan dan arus sinyal yang diterima antena kemudian dikuatkan. Fungsi kapasitor 470 nF
adalah sebagai filter yaitu melewatkan frekuensi gelombang elektromagnet dan memblok tegangan DC dari Vcc.
Rangkaian penguat ini dibangun dengan 2 buah transistor yaitu seri 9014 dan 9013 yang mempunyai nilai hFE
masing-masing 60-1000 dan 64-300. Output dari rangkaian penguat ini berupa gelombang elektromagnetik yang
sudah dikuatkan karena pada rangkaian penguat ini hanya untuk menguatkan sinyal saja dan tidak untuk
memodifikasi sinyal input.
Sinyal gelombang elektromagnetik yang berasal dari rangkaian penguat selanjutnya masuk ke input
rangkaian pengkondisi sinyal, ditunjukkan pada Gambar 3, yang pada prinsipnya pada rangkaian ini terjadi proses
pengubahan sinyal dari gelombang elektromagnetik dengan propagasi sendiri yang merambat yang terdiri dari
medan magnet dan medan listrik ke bentuk sinyal kotak atau sinyal pulsa segi empat. Sinyal kotak ini akan
dikondisikan terus pada output rangkaian ini.
Gambar 3. Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Pada rangkaian ini, selain terjadi pengubahan sinyal dari gelombang elektromagnetik yang berupa gelombang
sinus dengan propagasi sendiri yang merambat yang terdiri dari medan magnet dan medan listrik ke bentuk sinyal
kotak juga terjadi penguatan, yaitu penguat tak membalik. Output rangkaian pengkondisi sinyal ini berupa sinyal
E-32
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
kotak yang mana tidak ada beda fase yang kemudian akan masuk ke frekuensi input pada rangkaian counter.
Kegunaan kapasitor 60 uF adalah untuk menghaluskan tegangan pada output pengkondisi sinyal.
Rangkaian time base, ditunjukkan pada Gambar 4, adalah rangkaian untuk membangkitkan frekuensi
pencuplikan (sampling) yang akan dilakukan. Metode pencuplikan (sampling) pada rangkaian time base ini ada 2
kondisi yaitu revolution per second (rps) dan revolution per minute (rpm), sehingga dalam pengoperasiannya dapat
memilih salah satu dari 2 kondisi tersebut.
5369
Gambar 4. Rangkaian Timebase
Rangkaian time base ini dibangun dari kristal 3,579545 MHz yang berfungsi untuk membangkitkan frekuensi
yang selanjutnya digunakan untuk proses pencuplikan (sampling). Frekuensi yang dibangkitkan oleh kristal masuk
ke IC 5369 yang merupakan komponen IC dengan 17 stage oscillator/divider yang mana dalam rangkaian ini
difungsikan untuk output 60 Hz timebase, sehingga output yang dihasilkan adalah frekuensi sebesar 60 Hz.
Selanjutnya frekuensi sebesar 60 Hz masuk ke IC 4017 yang mana akan terjadi proses pengolahan frekuensi yaitu
frekuensi sebelumnya sebesar 60 Hz akan dibagi 6 sehingga output-nya menjadi 10 Hz. Untuk mendapatkan kondisi
pencuplikan rps, frekuensi 10 Hz masuk ke IC 4017 untuk dibagi 10 sehingga output yang dihasilkan adalah
frekuensi sebesar 1 Hz. IC 4017 adalah IC decade counter/divider dengan 10 decoded output. IC 4017 pada
rangkaian ini difungsikan untuk pembagi 6 dan 10 dari frekuensi input-nya. Frekuensi artinya adalah banyaknya
getaran yang dihitung selama 1 detik, sedangkan rps adalah banyaknya putaran yang dihitung selama 1 detik. Dari
pengertian frekuensi dan rps maka dapat diasumsikan bahwa 1 Hz = 1 rps, sehingga dengan asumsi ini diharapkan
dapat untuk mempermudah pemahaman cara kerja alat ini. Kondisi pencuplikan rpm diperoleh dari frekuensi 1 Hz
dibagi 6 sehingga outputnya menjadi 1/6 Hz.
Rangkaian counter, dapat dilihat pada Gambar 5, berfungsi untuk menghitung frekuensi atau banyaknya
putaran mesin kendaraan bermotor roda dua yang diterima oleh rangkaian ini melalui antena kemudian masuk ke
frekuensi input dan juga menentukan time base pencuplikannya. Waktu pencuplikan dapat dipilih dari 2 kondisi
pencuplikan yaitu rps dan rpm. Pada rangkaian ini terdapat gate yang berfungsi sebagai gerbang masuknya data
yang diterima rangkaian, yang mana ibarat sebuah gerbang, ketika LED pada gate menyala maka gerbang terbuka
dan data bisa masuk, kemudian ketika LED pada gate mati maka gerbang tertutup dan data tidak bisa masuk dan
akan ditampilkan data hasil penghitungan pada saat LED gate menyala pada penampil 7 segment. Untuk rps, gate
akan menyala selama 1 detik yang berarti selama 1 detik tersebut data akan masuk, kemudian gate mati selama 1
detik yang berarti data tidak bisa masuk dan data yang masuk selama 1 detik sebelumnya akan ditampilkan pada
display 7 segment, kondisi ini akan berulang-ulang terus. Pada kondisi pencuplikan rpm, gate akan menyala selama
6 detik yang berarti selama 6 detik tersebut data akan masuk, kemudian gate mati selama 1 detik yang berarti data
tidak bisa masuk dan data yang masuk pada 6 detik sebelumnya akan ditampilkan pada display 7 segment.
E-33
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
Gambar 5. Rangkaian input counter dan Gate
Output rangkaian time base masuk ke IC 4013, yang merupakan IC D Flip-flop, yang mana akan
menentukan metode pencuplikannya, bisa dipilih 2 kondisi, rps atau rpm dan gate akan mengikuti kondisi
pencuplikannya. Sebelum masuk ke rangkaian counter dan display 7 segment, sinyal akan masuk ke IC 4011, yang
mana IC 4011 ini di isinya adalah 4 buah NAND Gate. Output dari 4011 adalah Latch, Reset, dan Count, yang
kemudian diteruskan rangkaian counter dan display 7 segment. Frekuensi atau putaran mesin yang diukur masuk ke
frekuensi input pada IC 4011 diteruskan ke rangkaian counter dan display 7 segment. Terakhir, sinyal akan masuk
ke rangkaian counter kemudian hasil frekuensi atau putaran mesin yang diukur akan ditampilkan pada display 7
segment. Sinyal masuk ke IC MC14553B yang merupakan BCD Counter yang mana sinyal tersebut akan di-counter,
kemudian masuk ke IC CD4543B yang merupakan Latch/Decoder/Driver BCD ke seven segment, artinya sinyal
BCD tersebut akan diterjemahkan dan ditampilkan pada 7 segment. Hasil pengukuran putaran mesin yang tertampil
pada 7 segment adalah kondisi aktual dari waktu ke waktu (real time).
Rangkaian catu daya, Gambar 6, berfungsi untuk memberikan supply tegangan arus searah (Direct
Current/DC) sebesar 9 Volt yang mana bisa difungsikan ketika baterai habis karena alat ini terdapat 2 pilihan catu
daya yaitu baterai dan adaptor yang menyediakan supply 9 Volt DC. Catu daya ini juga dapat digunakan untuk
kalibrasi alat dengan memakai tegangan 12 Volt AC 50 Hz, yang mana dengan memanfaatkan frekuensinya seperti
diketahui bahwa frekuensi tegangan jala-jala listrik PLN adalah sebesar 50 Hz sehingga pada kondisi pengukuran
rps maka akan didapatkan hasil pengukuran sebesar 50. Untuk pengukuran rpm diperoleh dengan mengalikan 50
dengan 60 yaitu sebesar 3000. Catu daya yang dipakai adalah menggunakan trafo center tap (CT), yang mana
dimaksudkan agar lebih sederhana dalam proses penyearahan tegangan dari tegangan AC ke tegangan DC karena
hanya membutuhkan 2 buah dioda bila dibandingkan dengan memakai trafo biasa atau bukan CT yang mana akan
membutuhkan 4 buah dioda atau 1 dioda bridge. Tegangan listrik PLN yang sudah diturunkan pada kumparan
sekundernya, +12 VAC dan -12 VAC masing-masing dirangkai dengan dioda tipe IN4001 dan dihubungkan dengan
IC regulator 7809 untuk memperoleh output tegangan 9 Volt DC, dan tegangan 0 V terhubung ke ground.
Gambar 6. Rangkaian Catu Daya
Analisis dan Pengujian Alat
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat yang dibuat berfungsi seperti yang diharapkan. Analisis
dan pengujian alat yang dibuat ini meliputi 2 hal, yaitu kalibrasi alat dan pengujian alat langsung pada sepeda motor.
Hasil rancangan alat tampak muka beserta bagian-bagiannya dapat dilihat pada Gambar 7.
E-34
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
a.
b.
Gambar 7. Hasil rancangan RPM meter nirkabel digital: a. Rancangan tampak muka, b. bentuk Fisik
Kalibrasi Dengan Function Generator
Kalibrasi dengan function generator bertujuan untuk mengetahui respon alat ini terhadap perubahan
frekuensi yang diterima, sehingga dengan kalibrasi ini dapat diketahui apakah alat ini dapat bekerja secara optimal
atau tidak. Hasil pengujian kalibrasi dengan menggunakan function generator dapat dilihat pada Tabel 1. Dari hasil
kalibrasi di atas, dapat diketahui bahwa alat ini dapat mengikuti respon perubahan frekuensi yang diterima, yang
dalam kalibrasi ini frekuensi dari function generator diubah-ubah dari 10 Hz sampai 500 Hz.
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
Tabel 1. Kalibrasi dengan Function Generator
Function
Revoulution per Second
Revolution per Minute
Generator (Hz)
(rps)
(rpm)
1
2
3
1
2
3
600
600
10
10
600
10
10
1200
1200
20
20
1200
20
20
1800
1810
30
30
1790
30
30
2400
2410
40
2400
40
40
40
3000
3010
50
3000
50
50
50
3600
3610
60
3600
60
60
60
4200
4200
70
4200
70
70
70
4790
4810
80
4800
80
80
80
5400
5410
90
5400
90
90
90
6010
6000
101
6010
100
101
100
9010
8990
150
9000
150
149
150
12010
11990
200
12000
199
201
200
15000
15010
250
15010
249
251
250
17990
18010
300
18010
300
301
300
20990
21000
350
20990
350
350
350
24020
24010
24010
400
399
400
400
27010
27000
27000
450
449
451
450
30030
30020
30020
499
500
500
500
Kalibrasi Dengan Frekuensi Jala-jala Listrik
Kalibrasi ini memanfaatkan frekuensi dari tegangan jala-jala listrik PLN yaitu sebesar 50 Hz yang artinya
setiap detik akan terjadi 50 kali gelombang sinusoidal dan dalam satu menit akan terjadi 3000 kali gelombang
sinusoidal. Ada dua buah pengukuran yang dilakukan untuk kalibrasi dengan frkuensi jala-jala listrik ini yaitu
pengukuran dalam rps dan pengukuran dalam rpm. Dari hasil pengukuran kalibrasi yang tercantum pada Table 2,
dapat diketahui bahwa rata-rata prosentase error (galat) pembacaan adalah ±2% untuk pengukuran rps dan ±3%
untuk pengukuran rpm.
E-35
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
No
Kalibrasi Ke–
1.
2.
3.
Kalibrasi 1
Kalibrasi 2
Kalibrasi 3
ISSN : 1412-9612
Tabel 2. Hasil Pengukuran Kalibrasi
Hasil Pengukuran Kalibrasi
rps
rpm
49
2990
50
3000
51
3010
Pengujian Alat Secara Langsung Pada Kedaraan Bermotor
Pengujian alat ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah alat ini dapat bekerja secara optimal untuk
mengukur besarnya putaran mesin kendaraan bermotor setelah dilakukan kalibrasi alat tersebut. Pengujian alat ini
meliputi 2 hal, yaitu pengujian pada jarak yang bervariasi dan pengujian pada berbagai merk kendaraan bermotor.
Pada proses pengujian alat secara langsung, alat ditempatkan didekat busi sepeda motor pada jarak tertentu yang
secara singkat dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Cara pengujian alat pada sepeda motor
Pengujian Pada Jarak Yang Bervariasi
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jarak optimal alat ini dapat bekerja dan untuk membandingkan
atau mengkomparasikan hasil pengukuran alat ini dengan RPM meter yang terdapat pada kendaraan bermotor,
sehingga hasil pengukuran pada alat ini dapat diketahui kemudian dibandingkan dengan hasil yang tertampil RPM
meter kendaraan apakah hasil pengukurannya sesuai atau menyimpang jauh.
Prosedur pengujian ini adalah RPM meter nirkabel yang dibuat dibandingkan dengan sepeda motor yang
ada RPM meternya yaitu Honda Mega Pro tahun 2007. Untuk pengujian ini, langkah-langkahnya adalah:
1. Sepeda motor Honda Mega Pro dihidupkan kemudian dilihat besarnya putaran mesin yang tertampil pada
RPM meternya. Pada pengujian ini besarnya putaran mesin yang tertampil pada sepeda motor Mega Pro
adalah 950 rpm.
2. RPM meter nirkabel yang dibuat dinyalakan dan kemudian putaran mesin kendaraan tersebut diukur
dengan variasi jarak yang berbeda. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 3 berikut:
Putaran
Mesin Sepeda
Motor (rpm)
950
Tabel 3. Hasil Uji Perbandingan Alat
Hasil Pengukuran Pada Wireless RPM Meter Digital Dengan Variasi Jarak
Tertentu (Dalam rpm)
0cm
5cm
10cm
15cm
20cm
25cm
30cm
35cm 40cm
910
480
410
20
0
Tidak
960
950
920
950
950
920
460
400
30
0
Stabil
940
920
930
960
940
500
450
40
0
Dari tabel hasil uji perbandingan alat di atas, dapat diketahui bahwa pada jarak 0 cm (antena menempel
pada kabel busi kendaraan bermotor), hasil pengukurannya tidak stabil. Hal ini terjadi karena dipengaruhi oleh
tegangan tinggi pada elektroda busi yang mampu menghasilkan percikan (spark) pada busi sehingga pembacaan
hasil pengukuran alat ini menjadi tidak stabil. Jarak pengukuran yang baik (optimal) alat ini adalah antara 5 cm – 20
cm dari titik sumber pengukuran yaitu busi kendaraan bermotor, yang mana setelah dibandingkan hasilnya
mendekati dan sama dengan besarnya putaran mesin yang tertampil pada RPM meter kendaraan bermotor. Hasil
pengukuran rata-rata pada jarak 5 cm – 20 cm menunjukkan galat rata-rata sebesar ±1.315%. Pada jarak pengukuran
lebih besar atau sama dengan 40 cm dari titik sumber pengukuran yaitu busi kendaraan bermotor, alat ini tidak bisa
E-36
Simposium Nasional RAPI XI FT UMS – 2012
ISSN : 1412-9612
mendeteksi besarnya putaran mesin kendaraan yang diukur. Jadi, jika ada kendaraan bermotor lain yang mesinnya
dihidupkan yang jaraknya lebih dari atau sama dengan 40 cm, tidak akan mengganggu hasil pengukuran alat ini.
Pengujian Pada Berbagai Merk Kendaraan Bermotor
Setelah mengetahui jarak optimal alat ini dapat bekerja yaitu antara 5 cm – 20 cm, maka pengujian
berikutnya adalah melakukan pengukuran pada kendaraan bermotor roda dua dengan merk yang berbeda-beda pada
jarak pengukuran antara 5 cm – 20 cm dari titik sumber pengukuran (busi kendaraan bermotor. Pengujian ini
bertujuan untuk mengetahui apakah alat ini bisa dipakai untuk mengukur besarnya putaran mesin pada berbagai
merk kendaraan bermotor yang ada, dan hasil pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 4. Dari tabel hasil pengujian
alat pada berbagai merk kendaraan bermotor di atas, dapat diketahui bahwa pengujian dengan 13 sampel kendaraan
bermotor dari pabrikan yang berbeda, hasil pengukurannya bervariasi. Ini dipengaruhi oleh setingan putaran mesin
dari masing-masing kendaraan. Untuk masing-masing kendaraan bermotor dilakukan 3 kali pengukuran untuk
memastikan tingkat kepresisian dan keakurakatan alat ini. Dari 3 kali pengukuran tersebut dapat diketahui bahwa
tingkat kepresisian alat ini cukup tinggi, ini dapat dilihat bahwa beda pengukuran minimal dan maksimalnya yang
tidak terlalu jauh. Pengujian ini dilakukan dengan mengambil sampel dari 3 pabrikan kendaraan bermotor yang
beredar di Indonesia sehingga alat ini bisa dipakai untuk berbagai merk kendaraan bermotor baik 2 tak maupun 4
tak.
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Tabel 4. Hasil Pengujian pada Berbagai Merk Kendaraan Bermotor
Merk Kendaraan
Hasil Pengukuran (rpm)
1
2
3
950
930
950
Honda Mega Pro tahun 2007
990
990
980
Honda Supra Fit tahun 2005
990
1000
1000
Honda Mega Pro tahun 2005
930
940
940
Honda Astrea Impressa tahun 1999
900
900
920
Honda Astrea Impressa tahun 1997
950
960
Yamaha Jupiter Z tahun 2003
940
920
900
Yamaha Alfa tahun 1996
910
970
980
Suzuki Smash tahun 2004
960
920
910
Suzuki Shogun tahun 2002
930
910
900
Suzuki Shogun tahun 2000
900
1260
Suzuki Smash tahun 2006
1270
1250
Suzuki Smash tahun 2004
1250
1240
1260
Suzuki Shogun tahun 2002
1240
1230
1250
Kesimpulan
Hasil pengujian menunjukkan bahwa RPM meter nirkabel dengan penampil digital yang dirancang dan
dibuat dapat diaplikasikan sebagai alat ukur putaran mesin kendaraan bermotor roda dua karena mempunyai galat
pengukuran yang kecil. Jarak pengukuran yang optimal alat ini adalah antara 5 cm – 20 cm dari titik sumber
pengukuran yaitu busi kendaraan bermotor. Pengujian dengan mengambil sampel dari 3 pabrikan kendaraan
bermotor yang beredar di Indonesia menujukkan bahwa alat ini bisa dipakai untuk mengukur besarnya putaran
mesin pada berbagai merk kendaraan bermotor baik 2 tak maupun 4 tak.
Daftar Pustaka
Chattopadhyay, D., Alih Bahasa: Sutanto, (1989), ”Dasar Elektronika”, UI Press, Jakarta.
Malvino, A. P., Alih Bahasa: M. Barmawi dan M. O. Tjia, (1994), ”Prinsip-Prinsip Elektronika Jilid Pertama”,
Erlangga, Jakarta.
Mims, F. M., III, (1992), “The Forrest Mims Engineer’s Notebook”, Technology Publishing, Virginia.
Nuralim, T., (2001), “Perencanaan Proses Pembuatan Alat Pendeteksi Sistem Pembakaran Pada Kendaraan
Bermotor Dengan Tampilan Digital”, Skripsi Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta, tidak diterbitkan.
Rohman, A., (2002), “Perancangan Dan Pembuatan Sistem Penggerak Transmisi Gigi Pada Sepeda Motor”.
Skripsi Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, tidak diterbitkan.
Wasito, S., (1995), ”Vandemekum Elektronika Edisi Kedua”, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Woollard, B., Alih Bahasa: H. Kristono, (1993), ”Elektronika Praktis”, Pradnya Paramita, Jakarta.
E-37